JPH11142231A - Noise analyzer - Google Patents

Noise analyzer

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Publication number
JPH11142231A
JPH11142231A JP9325294A JP32529497A JPH11142231A JP H11142231 A JPH11142231 A JP H11142231A JP 9325294 A JP9325294 A JP 9325294A JP 32529497 A JP32529497 A JP 32529497A JP H11142231 A JPH11142231 A JP H11142231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
sound
frequency band
arrival
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP9325294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Hoshino
博之 星野
Hiroyasu Kato
裕康 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP9325294A priority Critical patent/JPH11142231A/en
Publication of JPH11142231A publication Critical patent/JPH11142231A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a noise analyzer by which the magnitude and the arrival direction of an arriving noise in terms of the sense of hearing are specified at every frequency by a method wherein, on the basis of a plurality of noise signals obtained by a noise detection means, a cross-correlation is analyzed in every frequency band. SOLUTION: A microphone 21 and a microphone 22 are attached to parts corresponding to both ears of a dummy head which simulates the head of a human being, and an arriving noise is detected so as to be stored. In an element- sound arrival-direction computing device 6, noise data trains on two time bases having a simultaneously property are FFT-ed, a spectrum is extracted in every 1/3 active band, the extracted spectrum is inverse-FFT-ed, and a waveform on a time base which is passed through every 1/3 octave BPF is found. A cross- correlation computing operation is executed to a data train in every two-channel frequency band. When the arriving noise is analyzed regarding all frequency bands which are measured inside a compartment, its arrival direction and its magnitude can be analyzed, and the generation place of an element sound having every frequency band can be specified.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、到来する騒音に関
し周波数毎に到来方向と人間の聴感上の音の大きさとを
決定するようにした騒音分析装置に関する。特に、走行
中の車両において運転者の耳へ到来する騒音を測定し、
車両における騒音発生源の特定に有効である。例えば、
走行中に車室内に到達する騒音、特に自動車エンジン
音、風切り音、路面音、車室内こもり音などの要素音
を、人間の聴感特性であるマスキング効果に基づいて算
出し、その要素音の到来方向と大きさを特定し、その特
定度から聴感上の不快度を評価する騒音評価装置として
用いることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise analyzer for determining the direction of arrival and the loudness of human hearing per frequency for incoming noise. In particular, measuring the noise coming to the driver's ear in a running vehicle,
This is effective for specifying the noise source in the vehicle. For example,
Calculate the noise that reaches the vehicle interior during traveling, especially the vehicle engine noise, wind noise, road surface noise, vehicle interior muffled sound, etc., based on the masking effect, which is a human auditory characteristic, and the arrival of the component sound It can be used as a noise evaluation device that specifies the direction and size and evaluates the degree of discomfort in terms of hearing from the specificity.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車室内騒音には、エンジン音、車室
内こもり音などエンジン爆発周期を基本とする次数成分
とエンジン爆発周期とは関係のない人が不快と感ずる風
切り音、路面音等に起因するランダムノイズ成分とが混
在しており、さらに自動車の走行状態によっては、運転
席窓、助手席窓からの空気の漏れ音なども騒音として知
覚されている。
2. Description of the Related Art In-vehicle noise is caused by wind noise, road surface noise, and the like, which are unpleasant to persons who are unrelated to the engine explosion cycle and the order components based on the engine explosion cycle, such as engine noise and muffled car noise. In addition, depending on the running state of the automobile, noises such as air leaking from the driver's seat window and the passenger's seat window are perceived as noise depending on the running state of the automobile.

【0003】従来、これらの騒音、特に風切り音、漏れ
音などの騒音測定方法として、特開平3−246426
号公報に記載された空力騒音の測定方法が知られてい
る。概略を次に説明する。空力騒音に対する影響が大き
いことが知られている運転席窓、即ち、サイドウィンド
に騒音検出手段であるマイクロフォンをマトリクス状に
多数取付け、その圧力感知面がガラス面から突出しない
ように面一に配置する。そのマトリクス状に並べられた
多数のマイクロフォンからは、走行中の圧力の変化が同
時に出力され、A/D変換器等を備えた計算機に取り込
まれ、記憶される。そして、その記憶された圧力変動デ
−タの中から、もっとも変動圧力レベルが高いマイクロ
フォンを基準マイクロホンとし、その出力を基準位置に
おける基準値P0とし、その基準値P0と多数のマイク
ロフォンから出された圧力デ−タPmと(m=1、2・
・)を基にし、その騒音の大きさと周波数特性である音
質が所定の空力騒音方程式を用いて求められる。
Conventionally, as a method for measuring such noise, particularly wind noise and leak noise, Japanese Patent Laid-Open No. 3-246426 has been disclosed.
An aerodynamic noise measurement method described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, is known. The outline will be described below. A large number of microphones serving as noise detection means are mounted in a matrix on the driver's seat window, which is known to have a large effect on aerodynamic noise, that is, in a side window, and their pressure sensing surfaces are arranged flush so that they do not protrude from the glass surface. I do. Changes in pressure during traveling are simultaneously output from the large number of microphones arranged in a matrix, and are captured and stored in a computer having an A / D converter and the like. Then, among the stored pressure fluctuation data, the microphone having the highest fluctuation pressure level is set as the reference microphone, and its output is set as the reference value P0 at the reference position. The pressure data Pm and (m = 1, 2,
), The sound quality, which is the magnitude and frequency characteristics of the noise, is determined using a predetermined aerodynamic noise equation.

【0004】具体的には、各マイクロフォンからの圧力
デ−タP0,Pmについて、それぞれFFT(高速フ−
リエ変換)などで、周波数分析し、その周波数帯域全体
をn=1〜30の帯域に分割し、それぞれの周波数帯を
Fn、その時の変動圧力値をPmFn、とするバンド構
造を持ったスペクトルで表わす。特に、周波数帯Fnの
基準マイクロフォンの圧力値P0Fnが周辺エリアに及
ぼす影響を、先の周辺のマイクロフォンの圧力PmFn
との相関から求め、面積のディメンジョンを持つ係数S
Fnで表わすと、基準マイクロフォンで測定されたある
周波数帯Fnが運転席に及ぼすその音の強さX、すなわ
ちサイドウィンドから放射される騒音の大きさは、空力
方程式によって、Yn=PFn・Fn・SFnの2乗平
均の和として求められるとするものでる。また、その時
の音質を評価するには、n=1〜30に対するYnの値
を比較し、最大のYn、あるいは突出したYnが存在す
れば、その周波数帯域Fnがその音質を代表するとして
いた。
More specifically, FFT (high-speed data) is applied to pressure data P0 and Pm from each microphone.
(Rie transform), etc., the whole frequency band is divided into n = 1 to 30 bands, and each frequency band is a spectrum having a band structure in which Fn and the fluctuating pressure value at that time are PmFn. Express. In particular, the influence of the pressure value P0Fn of the reference microphone in the frequency band Fn on the surrounding area is described by the pressure PmFn of the surrounding microphone.
Coefficient S having the dimension of the area obtained from the correlation with
Expressed as Fn, the sound intensity X exerted on the driver's seat by a certain frequency band Fn measured by the reference microphone, that is, the loudness of the noise radiated from the side window is represented by the following equation: Yn = PFn · Fn · It is assumed that it is obtained as the sum of root mean squares of SFn. To evaluate the sound quality at that time, the values of Yn for n = 1 to 30 are compared, and if the maximum Yn or the prominent Yn exists, the frequency band Fn is assumed to be representative of the sound quality.

【0005】[0005]

【発明が解決しようする課題】人の聴覚特性(聴覚心理
モデル)には、マスキング効果があることが知られてお
り、それは人の聴覚にある周波数帯の大きな音を与える
と、その近傍の周波数帯のあるレベル以下の音は聴こえ
ないか、聴こえにくくなるというものである。つまり、
空気の圧力変動を静電容量型のマイクロフォン等で機械
−電気変換して収集された騒音信号は、人の外耳、中
耳、内耳を経て末梢および中枢神経系で感ぜられる騒音
信号とは異なるものであり、従来例のように単に、多数
のマイクロフォンの出力によって、人の持つ聴覚のマス
キング効果を加味せず、サイドウィンドから放射される
騒音を測定評価しても、必ずしも聴感とあった計測とは
ならなかった。例えば、高速走行時の路面音と風切り音
を別々に測定すると、両者とも不快と感ぜられるため、
その評価はかなり低いものとなるが、両方同時に人に聴
かせた場合、相互にマスキングされ、特に風切り音の大
きさと路面音の大きさが2:1になると、かえってバラ
ンスの良い空間と評価されるのである。
It is known that a human auditory characteristic (acoustic psychological model) has a masking effect. When a large sound in a certain frequency band is given to a human auditory sense, a frequency near the same is given. Sounds below a certain level of the band are inaudible or difficult to hear. That is,
A noise signal collected by mechanical-electrical conversion of air pressure fluctuation with a capacitance type microphone or the like is different from a noise signal sensed in the peripheral and central nervous systems via the human outer, middle and inner ears Even if the noise emitted from the side window is measured and evaluated simply by adding the output of a large number of microphones and without taking into account the auditory masking effect of the person as in the conventional example, the measurement is not always audible. Did not become. For example, if the road surface noise and wind noise during high-speed driving are measured separately, both are perceived as unpleasant,
The evaluation is fairly low, but when both are heard by a person at the same time, they are masked with each other. In particular, when the volume of the wind noise and the volume of the road surface sound are 2: 1, the space is evaluated as a well-balanced space. Because

【0006】また、人のもう一つの聴覚特性として、特
定の周波数を持つ騒音を、特定の方向に知覚した場合、
異音と判断し不快度を増すものであるが、上に挙げた従
来例の方法は、あくまで騒音の大きさと音質を求めるも
のであり、その方向までは、特定するものではなかっ
た。また、他に、同じく多数のマイクロフォンを使用し
て、騒音を収集し相互相関分析を行い異音の方向を検出
する方法も提案されているが、いずれも人の聴感特性を
踏まえてなされたものはなく、周波数帯域毎に方向を特
定するものでもなく、効率の悪い測定評価方法あるいは
測定装置であった。
As another human auditory characteristic, when noise having a specific frequency is perceived in a specific direction,
Although the degree of discomfort is increased by judging that the noise is abnormal, the above-described method of the related art only seeks the loudness and sound quality of the noise, but does not specify the direction. In addition, other methods have also been proposed to collect noise and perform cross-correlation analysis to detect the direction of abnormal noise using a large number of microphones, all of which are based on human hearing characteristics. However, the method does not specify the direction for each frequency band, and is an inefficient measurement evaluation method or measurement apparatus.

【0007】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、到来する騒音に対して、各周波
数帯域毎に聴感上の大きさと到来方向とを特定すること
を目的とする。さらに、マイクロフォン等で得られた騒
音を人が感ずる聴感上の音響特性に近づける事によって
騒音を分析し、特に異音の発生方向を特定することで、
異音発生に対する対策を容易に講じることができるよう
にすることを目的とする。さらに、車両において、到来
する騒音を解析することで、より快適な車室音響の実現
を図ることであり、人間の聴感を反映させた実質的な騒
音評価装置を実現することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to specify, for each frequency band, an audible magnitude and an arrival direction for each frequency band. . Furthermore, by analyzing the noise obtained by a microphone, etc., by approaching the acoustic characteristics of the audibility perceived by humans, the noise is analyzed.
An object of the present invention is to make it possible to easily take measures against abnormal noise. Further, the present invention aims at realizing more comfortable vehicle interior sound by analyzing the incoming noise in a vehicle, and an object of the present invention is to realize a substantial noise evaluation device that reflects human perception.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1に記載の騒音分析装置は、到来する騒音を
分析して騒音の到来方向を決定する騒音分析装置におい
て、到来する騒音を同時刻に複数の個所で検出する騒音
検出手段と、騒音検出手段によって検出された複数の騒
音信号に対して、人の聴感上の大きさにに変換するため
の分析法であるバンドレベル分析およびマスクトスペク
トル分析を行い、聴感上の騒音の大きさを各周波数帯域
ごとに算出する聴感上騒音大きさ算出手段と、騒音検出
手段によって得られた複数の騒音信号に基づいて、各周
波数帯域毎に相互相関分析を行うことにより、騒音を形
成する要素音の到来方向を算出する要素音到来方向算出
手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a noise analyzer according to claim 1 analyzes a arriving noise to determine a direction of arrival of the noise. Detecting means for detecting noise at a plurality of locations at the same time, and band level analysis which is an analysis method for converting a plurality of noise signals detected by the noise detecting means into a human audible magnitude. And a masked spectrum analysis, and calculates an audible noise level for each frequency band, and an audible noise level calculation unit, and a plurality of noise signals obtained by the noise detection unit. Element sound arrival direction calculation means for calculating the arrival direction of the element sound forming the noise by performing the cross-correlation analysis every time.

【0009】周波数帯域毎に到来方向を算出する1つの
具体的な方法は、両耳聴信号処理モデルにより各周波数
帯域毎に抽出された左右の耳で関知される信号の相互相
関値を求め、この相関値が最も高くなる遅延時間から人
間の両耳の幾何学的配置と音源との関係からその周波数
帯域の音成分の到来方向を決定する方法がある。この
時、各周波数帯域毎に音源までの距離を求めても良い。
さらに、複数の検出信号において、各周波数帯域の聴感
上の音の大きさから到来方向を決定しても良い。例え
ば、左右の耳で検出される信号のマスクトスペクトル分
析による周波数帯域毎の音の大きさの比の関数により到
来方向を決定することができる。これは、高音領域では
この方法により、低音領域では相関分析により到来方向
を決定するようにしても良い。
One specific method of calculating the direction of arrival for each frequency band is to obtain a cross-correlation value of signals perceived by the left and right ears extracted for each frequency band by a binaural signal processing model, There is a method of determining the direction of arrival of the sound component in the frequency band based on the relationship between the geometrical arrangement of the human binaural ears and the sound source from the delay time at which the correlation value becomes highest. At this time, the distance to the sound source may be obtained for each frequency band.
Furthermore, in a plurality of detection signals, the direction of arrival may be determined from the loudness of the audibility of each frequency band. For example, the direction of arrival can be determined by a function of the ratio of the loudness of each frequency band by a masked spectrum analysis of signals detected by the left and right ears. In this case, the direction of arrival may be determined in a high-frequency region by this method and in a low-frequency region by correlation analysis.

【0010】また、上記の騒音分析装置に、さらに、要
素音到来方向算出手段によって算出された算出値および
聴感上騒音大きさ算出手段によって得られた算出値を基
に、聴感上の不快度を評価する聴感上不快度評価手段を
付加して、騒音評価装置を構成しても良い。聴感上不快
度評価手段の具体的な処理の例としては、各周波数帯域
毎の音の聴感上の大きさと到来方向が確定している程度
から不快度を求めても良い。即ち、人間の聴感特性とし
て、音の到来方向が明確に確定している場合には、音の
大きさが小さくとも不快と感じる程度が大きく、反対に
音の到来方向が確定していない場合には、音の大きさが
比較的大きくとも不快と感じる程度が小さいという特性
が知られている。この聴感特性を利用して聴感上の不快
の程度を求めるようにしても良い。
[0010] Further, the above-mentioned noise analysis device further includes an auditory discomfort degree based on the calculated value calculated by the elementary sound arrival direction calculating means and the calculated value obtained by the audible noise magnitude calculating means. The noise evaluation device may be configured by adding an auditory discomfort evaluation means to be evaluated. As an example of a specific process of the auditory discomfort evaluation means, the discomfort may be obtained from the degree to which the auditory loudness and arrival direction of the sound in each frequency band are determined. That is, as the human auditory characteristics, when the direction of arrival of the sound is clearly determined, the degree of discomfort is large even if the sound volume is small, and conversely, when the direction of arrival of the sound is not determined. It is known that even if the sound volume is relatively large, the degree of discomfort is small. The degree of discomfort in the sense of hearing may be obtained by using the hearing characteristics.

【0011】[0011]

【発明の作用】騒音検出手段の有する複数のマイクロフ
ォン等の収音器により複数の到来騒音が検出される。こ
れらの騒音信号は聴感上騒音大きさ算出手段に送られ、
まずバンドレベル分析によって各周波数帯ごとの複数の
周波数スペクトルに変換され、さらにマスクトスペクト
ル分析が行われることによって、人が知覚する聴感上の
騒音の大きさ、即ち、騒音のマスクトスペクトルにそれ
ぞれ変換される。また、騒音検出手段で得られた複数の
騒音信号は、要素音到来方向算出手段に送られる。要素
音到来方向算出手段では、送られてきた複数の騒音信号
に対して、各周波数帯域毎に相互相関分析が行われ、そ
れにより騒音を形成する要素音の到来方向が算出され
る。このようにして、騒音の各周波数帯域毎に聴感上の
音の大きさと到来方向とを決定することができる。この
要素音の到来方向の明確さは、異音認識と密接に関連し
ているので、この要素音の聴覚上の大きさと共に、不快
度の判定に用いることができる。
According to the present invention, a plurality of incoming noises are detected by a plurality of sound pickup devices such as a plurality of microphones of the noise detecting means. These noise signals are sent to the noise level calculation means for hearing,
First, it is converted into a plurality of frequency spectra for each frequency band by band-level analysis, and furthermore, by performing a masked spectrum analysis, the magnitude of the audible noise perceived by a person, that is, the noise's masked spectrum, respectively. Is converted. The plurality of noise signals obtained by the noise detecting means are sent to the element sound arrival direction calculating means. The element sound arrival direction calculation means performs a cross-correlation analysis on each of the plurality of transmitted noise signals for each frequency band, and thereby calculates the arrival direction of the element sound forming the noise. In this way, it is possible to determine the loudness and arrival direction of the audible sound for each frequency band of the noise. Since the clarity of the arrival direction of the component sound is closely related to the recognition of the abnormal sound, it can be used for determining the degree of discomfort together with the auditory loudness of the component sound.

【0012】以上の一連の信号処理で示されるように、
複数のマイクロフォンによって、空気の機械的振動とし
て検出された到来騒音は、人の聴覚末梢神経系および中
枢神経系が感ずる心理的な聴感上の騒音に変換され、か
つその方向性が算出されるので、異音認識を含め、人の
感性に近いより実質的な計測評価ができる。
As shown by the above series of signal processing,
Incoming noise detected as mechanical vibrations of air by multiple microphones is converted into psychological auditory noise felt by the human auditory peripheral nervous system and central nervous system, and its directionality is calculated. And more substantial measurement and evaluation close to human sensitivity, including abnormal noise recognition.

【0013】[0013]

【発明の効果】このように本発明装置によれば、各周波
数帯域毎に、音の到来方向とその聴感上の音の大きさを
求めているので、到来方向の確定度が向上する。この結
果、騒音源を特定することが容易にでき、騒音対策を講
じることができる。例えば、車両の走行時にある風切り
音を発生している箇所を特定でき、風切り音が発生しな
いように形状を変化させる等の騒音対策を講じることが
できる。
As described above, according to the apparatus of the present invention, the direction of arrival of the sound and the loudness of the sound perceived are determined for each frequency band, so that the degree of determination of the direction of arrival is improved. As a result, the noise source can be easily specified, and noise countermeasures can be taken. For example, it is possible to identify a location where a wind noise is generated when the vehicle is running, and to take measures against noise such as changing the shape so that the wind noise is not generated.

【0014】さらに、人の聴感がもつマスキング効果を
考慮した、マスクトスペクトル分析を用いているので、
従来に比べ極めて高い精度で、聴感上の要素音別計測お
よび要素音の到来方向計測を実現することができる。そ
の結果、高い精度で異音の発生場所あるいは原因を特定
できる。また、周波数帯域ごとの方向分析を行っている
ため、聴感上明確には、知覚できない音の種類、および
その到来方向も分析できるので、その結果、より快適な
車室内空間を提供することができる。また、さらに本発
明装置を用いて人間の聴覚の不快特性を用いて、聴覚上
の音の大きさ及びその到来方向の確定度とを考慮した不
快度を求める騒音評価装置を構成できる。例えば、到来
方向の確定度が大きい場合には、聴覚上の音の大きさが
比較的小さくとも不快度は大きく、逆に、到来方向の確
定度が小さい場合には、聴覚上の音の大きさが比較的大
きくとも不快度は小さい等の聴覚特性を用いた騒音評価
装置を得ることができる。
Further, since masked spectrum analysis is used in consideration of the masking effect of the human sense of hearing,
It is possible to realize the measurement of each elemental sound and the direction of arrival of the elemental sound with extremely high accuracy compared to the related art. As a result, the location or cause of the abnormal noise can be specified with high accuracy. In addition, since the direction analysis is performed for each frequency band, the type of sound that cannot be perceived and its direction of arrival can be clearly analyzed in terms of audibility, and as a result, a more comfortable vehicle interior space can be provided. . Further, a noise evaluation device for determining the degree of discomfort in consideration of the loudness of the auditory sound and the degree of definiteness of the direction of arrival using the device of the present invention and the unpleasant characteristics of human hearing can be configured. For example, when the direction of arrival is large, the degree of discomfort is large even if the sound volume is relatively small, and conversely, when the direction of arrival is small, the sound volume is large. It is possible to obtain a noise evaluation device using auditory characteristics such as a small degree of discomfort even if the size is relatively large.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本実施形態の一例を
示す構成図である。本実施例の装置は、発明の騒音分析
装置を用いた騒音評価装置である。その騒音評価装置
は、騒音検出装置2、聴感上騒音大きさ算出装置4、要
素音到来方向算出装置6、聴感上不快度算出装置8で構
成される。騒音検出装置2は到来する各種の音(騒音)
を収音する複数のマイクロフォン21、22と収音した
音を記憶するDAT(デジタルオ−ディオテ−プ)等を
有する騒音信号収集装置20で構成されている。各マイ
クロフォン21、22は、車室内の複数の異なる位置に
設けられている。具体的には、人間の頭を模擬したダミ
ーヘッドの両耳に当たる部分にマイクロフォン21、2
2を取り付けて、その両耳に到来する騒音を検出して記
憶している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of the present embodiment. The device of the present embodiment is a noise evaluation device using the noise analysis device of the present invention. The noise evaluation device includes a noise detection device 2, an audible noise magnitude calculation device 4, an element sound arrival direction calculation device 6, and an audibility discomfort degree calculation device 8. The noise detection device 2 receives various sounds (noise)
And a noise signal collecting device 20 having a DAT (Digital Audio Tape) for storing the collected sounds. Each of the microphones 21 and 22 is provided at a plurality of different positions in the vehicle interior. Specifically, the microphones 21 and 2 are placed on the portions corresponding to both ears of a dummy head simulating a human head.
2 is attached, and noises arriving at both ears are detected and stored.

【0016】本実施例は、図3(b)に示すBlaue
rtらが1983年に提唱した人間の両耳聴信号処理理
論をモデルにしている。そのモデルは、音波は外耳、中
耳、蝸牛を経て、細かく部屋状に分かれた有毛細胞群に
伝搬され、それら有毛の振動が電気信号として神経系を
伝わり、脳の中枢神経系で両耳相互相関により統合処理
されて、音質、強度、方向、快、不快などがパタン認識
によって判断されるとしたものである。
In this embodiment, the blue color shown in FIG.
rt et al. modeled on the theory of human binaural signal processing proposed in 1983. In this model, sound waves are transmitted through the outer ear, middle ear, and cochlea to a group of finely divided hair cells, and the vibrations of these hairs are transmitted as electrical signals through the nervous system. It is assumed that sound quality, intensity, direction, pleasure, discomfort, etc. are determined by pattern recognition after integrated processing by ear cross-correlation.

【0017】本発明では、要素音到来方向算出装置6に
おける演算アルゴリズムにおいて、検出された騒音を臨
界帯域フィルタで各周波数帯域に分割し、その各周波数
帯域における左右のマイクロフォンから検出される信号
波形(時間軸)の相互相関値を演算するのに、そのモデ
ルが使用されている。また、外耳、中耳、蝸牛、有毛細
胞までの信号処理モデルである臨界帯域フィルタ、半波
整流の機能は、聴感上騒音大きさ算出装置4におけるオ
クタ−ブレベル分析にも用いられている。聴感上騒音大
きさ算出装置4では、さらに、各周波数成分が他の周波
数成分をマスクする、たとえば、低周波成分が存在する
場合には高周波成分は聞こえ難いという人間の聴感特性
が用いられている。即ち、聴感上騒音大きさ算出装置4
ではマスクトスペクトル分析が行なわれている。また、
聴感上不快度算出装置8では、聴感上の各周波数帯域毎
の音の大きさ、各周波数帯域毎の到来方向の確定性の総
合評価として、不快度が算出されている。
In the present invention, in the calculation algorithm in the component sound arrival direction calculation device 6, the detected noise is divided into each frequency band by a critical band filter, and the signal waveforms (from the left and right microphones in each frequency band) are detected. The model is used to calculate the cross-correlation value on the time axis. The functions of the critical band filter and the half-wave rectification, which are signal processing models for the outer ear, the middle ear, the cochlea, and the hair cells, are also used for octave level analysis in the audible noise magnitude calculator 4. The auditory noise magnitude calculation device 4 further uses a human audibility characteristic that each frequency component masks another frequency component, for example, when a low frequency component is present, a high frequency component is hard to hear. . That is, the noise level calculation device 4 for the sense of hearing
Performs a masked spectrum analysis. Also,
The auditory discomfort calculating device 8 calculates the discomfort as a comprehensive evaluation of the sound loudness for each frequency band and the determinism of the arrival direction for each frequency band.

【0018】騒音検出装置2では、静電容量型のセンサ
である複数本のマイクロフォン21、22で検出された
音が騒音信号収集装置20で時系列的に順次、ディデタ
ル変換されてDAT等の記録装置201(図4)に記憶
される。聴感上騒音大きさ算出装置4、要素音到来方向
算出装置6、聴感上不快度算出装置8は、ハードウエア
装置により構成することもできるが、図4に示すコンピ
ュータ装置によるソフトウエアで実現することも可能で
ある。図4に示す計算機システムは、本実施例装置おけ
る信号の処理プログラムや記録装置201に記憶されて
いる騒音データを記憶するハ−ドディスク装置等の記憶
装置32、演算処理をするためのCPU(中央演算処理
ユニット)30、作業領域であるRAM(ランダムアク
セスメモリ)31を備えている。
In the noise detection device 2, sounds detected by a plurality of microphones 21 and 22, which are capacitance type sensors, are digitized and sequentially converted in time series by a noise signal collection device 20 to record a DAT or the like. It is stored in the device 201 (FIG. 4). The audible noise magnitude calculation device 4, the component sound arrival direction calculation device 6, and the audibility discomfort degree calculation device 8 can be configured by hardware devices, but are realized by software by a computer device shown in FIG. Is also possible. The computer system shown in FIG. 4 includes a storage device 32 such as a hard disk device for storing a signal processing program in the device of the present embodiment and noise data stored in the recording device 201, and a CPU (CPU) for performing arithmetic processing. A central processing unit 30) and a RAM (random access memory) 31 as a work area.

【0019】複数のマイクロフォン21、22は、具体
的には、助手席に設けられたダミ−ヘッドの両耳位置に
設置され、走行中の車室内騒音を検出し、図4に示す様
に、記録装置201に一旦時系列的にディジタル値とし
て左右のチャネル毎に記録される。記録装置201に録
音された車室内騒音データは、各チャンネル毎にコンピ
ュータシステムに取り込まれ、上述の記憶装置33、又
は、RAM31に記憶される。
The plurality of microphones 21 and 22 are specifically installed at both ear positions of the dummy head provided in the passenger seat, and detect the noise in the cabin during traveling, and as shown in FIG. The data is temporarily recorded in the recording device 201 as a digital value in time series for each of the left and right channels. The vehicle interior noise data recorded in the recording device 201 is taken into the computer system for each channel and stored in the storage device 33 or the RAM 31 described above.

【0020】通常、走行中の自動車室内で検出される騒
音には、エンジン爆発周期を基本周波数とする次数成分
と、路面あるいは風きり音など走行に起因するランダム
ノイズ成分があり、これらが混在している。例えばエン
ジンの気筒数を6、回転数を1800rpmとした場
合、2回転で6回爆発することから、その基本周波数は
90Hzとなり、エンジン音としては、その基本周波数
とその整数倍の周波数を持つ高調波成分(次数成分)が
検出される。これらの騒音信号が、左右両耳位置に設置
された、マイクロフォン21、22で収集される。
Normally, noise detected in the interior of an automobile during traveling includes an order component whose fundamental frequency is the engine explosion cycle and a random noise component such as a road surface or wind noise caused by traveling, and these are mixed. ing. For example, when the number of cylinders of the engine is 6 and the number of revolutions is 1800 rpm, the explosion occurs six times in two revolutions, so that the fundamental frequency is 90 Hz. Wave components (order components) are detected. These noise signals are collected by the microphones 21 and 22 installed at the left and right ear positions.

【0021】聴感上騒音大きさ算出装置4は、数値演算
プログラムに従って動作するCPU30により構成され
ている。この装置4では、騒音信号は、図2(a)に示
される様に、まずFFT(高速フ−リエ変換)によっ
て、周波数とその強度分布との関係を示す周波数スペク
トル分析がなされる。図2(a)には1チャンネルの周
波数スペクトルしか示さないが、この作業は、他方のチ
ャンネルの騒音信号に関しても行われる。
The audible noise magnitude calculating device 4 is constituted by a CPU 30 which operates according to a numerical calculation program. In this device 4, as shown in FIG. 2A, a frequency spectrum analysis is first performed on the noise signal by FFT (Fast Fourier Transform) to show the relationship between the frequency and its intensity distribution. Although only the frequency spectrum of one channel is shown in FIG. 2A, this operation is also performed on the noise signal of the other channel.

【0022】ところで、人の聴覚特性は、音の周波数及
びその強度に対して対数特性となっており、聴感上の処
理を行うに当たっては、上で得られた信号を全ての周波
数に渡って扱う必要はなく、通常、人の聴感に応じたオ
クタ−ブバンドレベル分析が行われる。オクタ−ブバン
ド分析とは、高域遮断周波数が低域遮断周波数の2倍に
あたる周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ
を帯域が連続するように配置した時に各バンドパスフィ
ルタから得られる信号の電力の平均値を求める手法であ
る。このような手法により、聴感上意味のある信号だけ
が取り出されることになる。本実施例では、さらに詳細
に調べるため、1つの帯域を1/3オクターブに設定し
た1/3オクタ−ブ分析を採用した。
By the way, the human auditory characteristics are logarithmic characteristics with respect to the frequency and the intensity of the sound. In performing the processing on the auditory sensation, the signal obtained above is handled over all frequencies. It is not necessary, and an octave band level analysis according to a human hearing is usually performed. Octave-band analysis is the power of the signal obtained from each band-pass filter when band-pass filters having a pass band whose high-band cutoff frequency is twice as high as the low-pass cutoff frequency are arranged so that the bands are continuous. This is a method of calculating the average value of. According to such a method, only signals that are significant in terms of audibility are extracted. In the present embodiment, in order to investigate in more detail, 1/3 octave analysis in which one band is set to 1/3 octave was employed.

【0023】さらに、人の聴覚には、上述したようにマ
スキング効果と言われるもう一つの重要な特性がある。
それは、スペクトル空間上、互いに近傍にあるスペクト
ル、妨害音(マスカ)、信号音(マスキ−)は、相互に
影響を及ぼし合い、スペクトル強度の小さい方は知覚さ
れないかあるいは知覚しにくくなるというものである。
マスカの及ぼす影響は、妨害音周波数を中心にして図1
0(a)に示すように左右非対称となっている。図10
(a)は、365Hz〜455Hz、80dBの雑音信
号を入れた時の、各信号音の周波数に対する最小可聴曲
線と他のスペクトル線との関係を表わしたものであり、
この最小可聴曲線以上にある信号音(マスキ−)は、知
覚可能であり、以下にある信号は知覚不可能となる。ま
た、詳細は記さないが、この最小可聴曲線は一律ではな
く周波数依存性および強度依存性があり、人の聴覚特性
の基礎デ−タとして、その妨害音の中心周波数およびそ
の強度毎に最小可聴曲線が記憶装置32に記憶されてい
る。
Further, human hearing has another important characteristic called a masking effect as described above.
That is, in the spectral space, a spectrum, a disturbing sound (masker), and a signal sound (maskee) which are close to each other affect each other, and the one having a small spectrum intensity is not perceived or hardly perceived. is there.
The effect of the masker is centered on the interference sound frequency.
As shown in FIG. FIG.
(A) shows the relationship between the minimum audible curve with respect to the frequency of each signal sound and other spectral lines when a noise signal of 365 Hz to 455 Hz and 80 dB is input;
A signal tone (maskee) above the minimum audible curve is perceivable, and a signal below is inaudible. Although not described in detail, the minimum audible curve is not uniform but has frequency dependence and intensity dependence. As basic data of human hearing characteristics, the minimum audible curve is obtained for each center frequency of the disturbing sound and for each intensity. The curve is stored in the storage device 32.

【0024】また、マスキング現象における妨害音(マ
スカ)の周波数に関しては、臨界帯域幅というパラメ−
タが存在する。それは信号音周波数を中心にして、徐々
に妨害音(マスカ)の周波数幅を増やした場合、ある幅
以上に増加させてもマスキング効果が変わらない現象で
あり、それは、聴覚の持つ周波数バンド構造にほぼ一致
する。言い換えれば、聴覚では、同じバンドパスフィル
タを通過した成分どうしだけが、相互干渉(加減算)し
合うものであり、マスキング効果を考える上では、人の
聴感に応じたオクタ−ブバンドレベル分析が有効である
ことを示している。
Further, regarding the frequency of the disturbing sound (masker) in the masking phenomenon, the parameter called critical bandwidth is used.
Data exists. It is a phenomenon that the masking effect does not change even if the frequency width of the disturbing sound (masker) is gradually increased around the signal sound frequency, even if it is increased beyond a certain width. Almost match. In other words, in hearing, only components that have passed through the same band-pass filter mutually interfere (addition and subtraction). To consider the masking effect, octave band level analysis according to human hearing is effective. Is shown.

【0025】従って、実際のマスクトスペクトル分析で
は、1/3オクタ−ブバンドレベル分析で算出されたそ
れぞれの周波数帯域(臨界帯域)内で、この妨害周波数
成分(マスカ)の及ぼす強度が上述の上記最小可聴曲線
により重み付けて積分され、その値が信号音強度から差
し引かれる。具体例として、バンド構造に変換されたス
ペクトルを図10(b)に示す。B3を信号音(マスキ
−)とみなした場合、信号音B3は、B1,B2,B4
の妨害音(マスカ)からそれぞれ妨害を受け、その周波
数帯内(B3内)で積分された雑音信号の強度が、信号
音強度を超える場合、その信号音は知覚できないので、
マスクトスペクトル分析の結果、B3の値はゼロと算出
される。また、妨害周波数成分の積分値が信号音強度を
下回る場合は、その差がマスクトスペクトル分析の結果
として算出される。このような処理が、各周波数帯(臨
界帯域)に対して行われるのが、マスクトスペクトル分
析である。
Therefore, in the actual masked spectrum analysis, within each frequency band (critical band) calculated by the 1/3 octave band level analysis, the intensity exerted by the interference frequency component (masker) is as described above. The weighted integration is performed using the minimum audible curve, and the value is subtracted from the signal sound intensity. As a specific example, a spectrum converted into a band structure is shown in FIG. If B3 is regarded as a signal tone (maskee), the signal tone B3 is B1, B2, B4
When the intensity of the noise signal integrated in the frequency band (within B3) exceeds the signal sound intensity, the signal sound cannot be perceived.
As a result of the masked spectrum analysis, the value of B3 is calculated to be zero. When the integrated value of the interference frequency component is lower than the signal sound intensity, the difference is calculated as a result of the masked spectrum analysis. Such processing is performed for each frequency band (critical band) by masked spectrum analysis.

【0026】その結果、上記左右の両騒音信号は、図2
(b)、(c)に示されるように変換される。これが、
実際、人が左右の耳で知覚している車室内騒音の周波数
スペクトルであり、例えば、90Hz〜180Hzのス
ペクトル強度の強い周波数帯に着目すると、その右側は
マスキング効果で、そのスペクトル強度は、ほぼゼロと
なっている。また、そのスペクトル強度にも、騒音の到
来方向によって強度に差が生じる。例えば、図3(a)
に示すように、ある要素音がその波面と両耳を結ぶ線と
がなす角をθをもって到来した場合、両耳間への到達距
離の差が2r・sinθであるため、約2rsinθ/
v(vは、常温時の音速約340m/sec)の時間差
τをもって左耳に到達するとともに、右耳は、直接騒音
を感受するが、左耳は直接波が回り込んだ間接波を感受
することになるので、スペクトル強度は若干ながら、図
2の(c)に示すように例えば要素音スペクトルは小さ
くなる。逆に、ある周波数帯域(要素音)のマスクトス
ペクトルを相互に比較し、強度に差が生じていれば、強
度の強い方からその要素音が到来したことが、判別でき
る。この時に、左右の要素音の比率のある関数で方向を
特定することができる。例えば、比率が1であれば、正
面又は後方からその周波数帯域の音が到来していると判
定でき、右の要素音/左の要素音が十分に大きい場合に
は、右方から到来し、右の要素音/左の要素音が十分に
小さい場合には、左方から到来していると判定できる。
また、右の要素音/左の要素音が十分に大きい値と1の
間であれば、その比率が1から増加するに連れて、到来
方向を正面又は後方から右方向に変化しているとするこ
とができる。さらに、右の要素音/左の要素音が十分に
小さい値と1の間であれば、その比率が1から減少する
に連れて、到来方向を正面又は後方から左方向に変化し
ているとすることができる。このような音の大きさによ
る到来方向の判定は、ある周波数(例えば、1120Hz) 以
上の周波数帯域の音に対して有効である。
As a result, the left and right noise signals are as shown in FIG.
The conversion is performed as shown in (b) and (c). This is,
Actually, it is the frequency spectrum of the vehicle interior noise perceived by the left and right ears. For example, when focusing on a frequency band having a strong spectrum intensity of 90 Hz to 180 Hz, the right side is a masking effect, and the spectrum intensity is almost the same. It is zero. Also, the intensity of the spectrum varies depending on the arrival direction of the noise. For example, FIG.
As shown in FIG. 5, when an elementary sound arrives at an angle formed by the wave front and a line connecting both ears with θ, the difference in the reach distance between the two ears is 2r · sin θ, so that about 2r sin θ /
While reaching the left ear with a time difference τ of v (v is a sound speed of about 340 m / sec at normal temperature), the right ear directly senses noise, while the left ear senses an indirect wave wrapped around by a direct wave. Therefore, for example, the component sound spectrum becomes small as shown in FIG. Conversely, the masked spectra of a certain frequency band (element sound) are compared with each other, and if there is a difference in intensity, it can be determined that the element sound has arrived from the one with the higher intensity. At this time, the direction can be specified by a function having a ratio of the left and right component sounds. For example, if the ratio is 1, it can be determined that the sound of the frequency band is coming from the front or the rear, and if the right component sound / left component sound is sufficiently large, it comes from the right, If the right element sound / left element sound is sufficiently low, it can be determined that the sound arrives from the left.
Also, if the right element sound / left element sound is between a sufficiently large value and 1, as the ratio increases from 1, the arrival direction changes from the front or the rear to the right. can do. Furthermore, if the right element sound / left element sound is between a sufficiently small value and 1, as the ratio decreases from 1, the arrival direction changes from the front or the rear to the left. can do. The determination of the direction of arrival based on the loudness of such a sound is effective for a sound in a frequency band higher than a certain frequency (for example, 1120 Hz).

【0027】また、さらに要素音の到来方向を詳細に調
べるために、要素音到来方向算出装置6が次の処理を実
行する。この装置6もCPU30による所定プログラム
によるソフトウエア上の処理により実現されている。要
素音到来方向算出装置6では、同時刻性を持った2つの
時間軸上の騒音データ列(チャンネル1とチャンネル
2)に対して、FFTを行い前述した1/3オクターブ
バンド毎にスペクトルを抽出し、抽出されたスペクトル
を逆FFT変換して、各1/3オクターブバンドパスフ
ィルタを通過した時間軸上の波形を求める。この周波数
帯域bにおける時間軸上のデータ列をXbi(i=1、・
・N=2048)、Ybi(i=1、・・・N=204
8)とする。
Further, in order to further examine the arrival direction of the element sound, the element sound arrival direction calculation device 6 executes the following processing. This device 6 is also realized by software processing by a predetermined program by the CPU 30. The component sound arrival direction calculation device 6 performs FFT on noise data strings (channel 1 and channel 2) on two time axes having the same time characteristic, and extracts a spectrum for each of the above-mentioned 1/3 octave band. Then, the extracted spectrum is subjected to inverse FFT transform to obtain a waveform on the time axis that has passed through each 1/3 octave bandpass filter. The data sequence on the time axis in this frequency band b is represented by Xbi (i = 1,.
N = 2048), Ybi (i = 1,..., N = 204)
8).

【0028】この2チャンネルの各周波数帯域のデータ
列に対して、次の相互相関演算が実行される。
The following cross-correlation calculation is performed on the data strings in each frequency band of the two channels.

【数1】 Cbk=Σ(Xbi・Ybi+k)/N (iで加算) …(1) 但し、bは周波数帯域の番号、Nは時間軸上のサンプリ
ング点数、kは位相差番号である。
Cbk = Σ (Xbi · Ybi + k) / N (added by i) (1) where b is the frequency band number, N is the number of sampling points on the time axis, and k is the phase difference number. .

【0029】(1)式により、各b毎に、kに対するC
bkの変化特性を演算する。次に各b毎にCbkが最大値を
とるkを演算する。これにより、2つの信号において、
最も相互相関値の大きい位相差番号kが求められる。こ
の位相差番号kとサンプリング周期から、2つの信号の
各周波数帯域毎の時間差が演算される。この様子を図5
に示す。図5の曲線がCbkを示し、黒丸点がCbkが各周
波数帯域での最大値を示し、その点の横軸の値が時間差
である。
From equation (1), for each b, C for k
Calculate the change characteristics of bk. Next, k at which Cbk takes the maximum value is calculated for each b. Thus, in the two signals,
The phase difference number k having the largest cross-correlation value is obtained. From the phase difference number k and the sampling period, the time difference between the two signals for each frequency band is calculated. Figure 5 shows this situation.
Shown in The curve in FIG. 5 indicates Cbk, the black dot indicates Cbk the maximum value in each frequency band, and the value on the horizontal axis at that point is the time difference.

【0030】図5では、それぞれの走行速度(1)60
mile/h,(2)70mile/h,(3)80m
ile/hに対して収音された騒音に対して解析された
結果が示されている。図5のバンド番号bが8,7,
6,5である風切り音に相当する周波数帯が、左側マイ
クロフォンで遅れているのが示されている。即ち、この
要素音は右側から到来しており、上述の時間差の式2r
sinθ/vよりその到来方向θが算出される。また、
同様に、他の要素音(こもり音、路面音、エンジン音)
に対しても、一連の処理で算出される。
In FIG. 5, each running speed (1) 60
miles / h, (2) 70 miles / h, (3) 80 m
The result of analyzing the noise collected for ile / h is shown. The band number b in FIG.
The frequency band corresponding to the wind noise of 6,5 is shown to be delayed by the left microphone. That is, this elemental sound comes from the right side, and the above-mentioned time difference equation 2r
The arrival direction θ is calculated from sin θ / v. Also,
Similarly, other element sounds (muffled sound, road surface sound, engine sound)
Is also calculated by a series of processes.

【0031】さらに、これらの要素音は、風の方向ある
いは路面状態などによって、通常変動しているため、到
来方向の算出に当たっては、一定の時間(例えば1秒置
き)毎、上記分析が行われ、その頻度が求められる必要
がある。図6は、一秒置きに周波数帯域番号7番を分析
して得られた音の方向とその大きさを記したグラフであ
り、θが60°〜90°の範囲に多数発生しており、そ
の方向から騒音が到来したことが示されている。このよ
うに、車室内で測定される全ての周波数帯について、分
析すれば、その到来方向と大きさが分析されるので、各
周波数帯域を有する要素音の発生場所が特定できる。
(図7)
Further, since these component sounds usually fluctuate due to the direction of the wind or the road surface condition, the above analysis is performed at regular intervals (for example, every one second) when calculating the direction of arrival. , Its frequency needs to be determined. FIG. 6 is a graph showing the direction and magnitude of the sound obtained by analyzing the frequency band number 7 every second, and a large number of θ occur in the range of 60 ° to 90 °, It is shown that noise has arrived from that direction. As described above, by analyzing all the frequency bands measured in the vehicle cabin, the direction of arrival and the magnitude are analyzed, so that the location where the component sound having each frequency band is generated can be specified.
(FIG. 7)

【0032】また、人の中枢神経系では、低周波の騒音
に関しては、上述の時間差で到来を感知し、高周波に関
してはスペクトルの強度差で方向を感知していることが
知られており、またその要素音の到来方向が明確な程、
異音すなわち不快音と認識する聴覚特性も知られてい
る。このような、中枢神経あるいは聴覚特性に従って、
上で得られた様々な算出値をもとに、聴感上不快度算出
装置8で、それぞれの要素音が評価される。
It is also known that the human central nervous system senses the arrival of low-frequency noise at the above-described time difference, and senses the direction of high-frequency noise by the difference in spectrum intensity. As the arrival direction of the element sound is clear,
Auditory characteristics for recognizing abnormal sounds, that is, unpleasant sounds, are also known. According to such central nervous or auditory characteristics,
Based on the various calculated values obtained above, the auditory discomfort degree calculating device 8 evaluates each elemental sound.

【0033】つまり、図8に示すような風切り音を評価
する場合、大きく2つの処理過程に分けられる。1つ
は、上述の聴感上大きさ算出装置4で得られた、騒音の
マスクトスペクトルのうち、1120Hz以上の高周波
帯の強度を得る過程であり、他方は、左右相関分析およ
び方向が明確な帯域算出過程を含む要素音到来算出装置
6による処理過程であり、そこで得られた1120Hz
以下の低周波帯の強度の総和(方向が30°〜90°)
を求めるものである。そして、両処理過程で得られた強
度の和が、人の中枢神経系上での統合処理に匹敵し、最
終的な要素音の到来方向の明確度を表わす指標、すなわ
ち不快度を表わす指標となる。
That is, when the wind noise as shown in FIG. 8 is evaluated, it can be roughly divided into two processing steps. One is a process of obtaining the intensity of a high-frequency band of 1120 Hz or more in the masked spectrum of the noise obtained by the above-described auditory magnitude calculation device 4, and the other is a left-right correlation analysis and a clear direction. This is a processing process by the element sound arrival calculation device 6 including a band calculation process.
Sum of the following low-frequency band intensities (direction 30 ° to 90 °)
Is what you want. Then, the sum of the intensities obtained in both processing steps is comparable to the integrated processing on the human central nervous system, and an index indicating the clarity of the arrival direction of the final component sound, that is, an index indicating the degree of discomfort Become.

【0034】このような処理で得られた風切り音の評価
値と、多数の被験者を通して得られた官能評価値との相
関を表わしたものが図9である。極めて高い相関係数
(r=0.95)を示しており、本発明による一連の処
理はきわめて有効であり、その算出された値は、新たに
騒音を評価する値として使用できる。
FIG. 9 shows a correlation between the evaluation value of the wind noise obtained by such processing and the sensory evaluation value obtained through a large number of subjects. It shows a very high correlation coefficient (r = 0.95), and the series of processing according to the present invention is extremely effective, and the calculated value can be used as a new noise evaluation value.

【0035】以上、本発明を表わす1実施例を示した
が、他にさまざまな変形例が考えられる。例えば、本実
施例では、複数のマイクロフォンからの騒音信号を一旦
DAT等の収録装置に取り込み、その後計算機により解
析するオフライン処理を行ったが、図11に示す様に、
複数のマイクロフォンからの騒音デ−タを直接A/D変
換計算機に取り込んで処理をする、所謂リアルタイム処
理としてもよい。また、聴感上騒音大きさ算出装置で
は、計算機を含めたFFT(高速フ−リエ変換)等のプ
ログラム手段を用いたが、図11に示す様に電子回路か
らなるFFTアナライザ−40を採用し、その出力を記
憶媒体に取り込んでもよい。
While one embodiment of the present invention has been described, various other modifications are possible. For example, in the present embodiment, the noise signals from a plurality of microphones are once taken into a recording device such as a DAT, and then offline processing is performed for analysis by a computer, but as shown in FIG.
A so-called real-time process may be adopted in which noise data from a plurality of microphones is directly taken into the A / D conversion computer and processed. Also, in the apparatus for calculating the noise level in terms of audibility, program means such as FFT (high-speed Fourier transform) including a computer was used. However, as shown in FIG. 11, an FFT analyzer 40 composed of an electronic circuit was employed. The output may be captured in a storage medium.

【0036】また、本実施例で使用したオクタ−ブバン
ドレベル分析も記憶媒体に取り込まれた騒音信号に対し
て、プログラム上でオクタ−ブバンドレベル以外の周波
数帯を取り除いたが、一旦、図示はしないD/A変換器
でアナログ信号として取り出し、電子回路で構成された
オクタ−ブバンドパスフィルタを通過させ、A/D変換
して再び計算機に取り込んでもよい。また、本実施例で
は、説明を簡略化するため、マイクロフォンをダミ−ヘ
ッドの耳位置に2個設置して、時間差、強度差を伴った
複数の騒音を取り込んだが、さらに頭部に第三のマイク
ロフォンを設け、上下方向をも探索できる騒音評価装置
としてもよい。また、到来方向のみ算出したが、3つの
マイクロフォンを用いて、3つの信号の各周波数帯域毎
の2つの時間差を上述のように演算し、音波の伝搬に関
する球面方程式を2つ立てて、これを解くことで、音源
の位置を特定することが可能である。
Also, in the octave band level analysis used in the present embodiment, the frequency band other than the octave band level was removed by a program from the noise signal taken in the storage medium. The signal may be extracted as an analog signal by a D / A converter, passed through an octave band-pass filter constituted by an electronic circuit, A / D converted, and input to a computer again. Further, in this embodiment, in order to simplify the explanation, two microphones are installed at the ear positions of the dummy head to take in a plurality of noises with a time difference and an intensity difference. A microphone may be provided to provide a noise evaluation device that can also search in the vertical direction. Although only the direction of arrival was calculated, two time differences for each frequency band of the three signals were calculated using three microphones as described above, and two spherical equations for sound wave propagation were established. By solving, it is possible to specify the position of the sound source.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例装置に係る騒音評価装置を示
した構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a noise evaluation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】聴感上騒音大きさ算出装置によって、算出され
た周波数スペクトルと両耳が知覚する聴感上の信号スペ
クトルを表わす特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a frequency spectrum calculated by an audible noise magnitude calculation device and an audible signal spectrum perceived by both ears.

【図3】到来した騒音が処理される両耳聴信号処理モデ
ルを示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a binaural signal processing model in which incoming noise is processed.

【図4】本実施例装置をコンピュータシステムで構成し
た場合のブロック図。
FIG. 4 is a block diagram when the apparatus according to the embodiment is configured by a computer system.

【図5】騒音到来方向算出装置で得られた各周波数帯域
毎の2つの音波の相関値曲線とその音波の時間差とを示
した特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a correlation value curve of two sound waves in each frequency band and a time difference between the sound waves obtained by the noise arrival direction calculation device.

【図6】測定された騒音に対してある周波数帯の騒音が
到来する方向を求め、その方向の頻度を示した特性図。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a direction in which noise in a certain frequency band arrives with respect to measured noise, and showing a frequency in that direction.

【図7】測定された騒音に対して周波数帯毎の騒音の到
来する方向とその大きさを求めた結果を示した特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a result of obtaining a direction of arrival of noise in each frequency band and a magnitude of the measured noise.

【図8】要素音評価の一つである風切り評価の処理の流
れを示した説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a flow of processing of windbreak evaluation, which is one of the elemental sound evaluations.

【図9】聴感上不快度算出装置で得られた値と官能評価
値との相関を表わす特性図。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a correlation between a value obtained by an auditory discomfort calculator and a sensory evaluation value.

【図10】マスクトスペクトル分析において、知覚され
る信号と知覚されない信号を説明した説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a perceived signal and a non-perceived signal in masked spectrum analysis.

【図11】本発明の他の変形例を示したブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing another modification of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 騒音検出装置 4 聴感上騒音大きさ算出装置 6 要素音到来方向算出装置 8 聴感上不快度算出装置 20 騒音信号収集装置 21、22 マイクロフォン Reference Signs List 2 noise detection device 4 audible noise magnitude calculation device 6 elemental sound arrival direction calculation device 8 audible discomfort calculation device 20 noise signal collection device 21, 22 microphone

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】到来する騒音を分析して騒音の到来方向を
決定する騒音分析装置において、 到来する騒音を同時刻に複数の個所で検出する騒音検出
手段と、 該騒音検出手段によって検出された複数の騒音信号に対
して、人の聴感上の大きさに変換するための分析法であ
るバンドレベル分析およびマスクトスペクトル分析を行
い、聴感上の騒音の大きさを各周波数帯域ごとに算出す
る聴感上騒音大きさ算出手段と、 上記騒音検出手段によって得られた複数の騒音信号に基
づいて、各周波数帯域毎に相互相関分析を行うことによ
り、騒音を形成する要素音の到来方向を算出する要素音
到来方向算出手段とを備えたことを特徴とする騒音分析
装置。
1. A noise analyzing apparatus for analyzing an incoming noise to determine a direction of arrival of the noise, comprising: a noise detecting means for detecting the incoming noise at a plurality of locations at the same time; Performs band-level analysis and masked spectrum analysis, which are analysis methods for converting a plurality of noise signals into human audible magnitudes, and calculates the audible noise magnitudes for each frequency band. Calculating the arrival direction of the component sound forming the noise by performing a cross-correlation analysis for each frequency band based on a plurality of noise signals obtained by the noise level calculating means on the audibility and the noise detecting means. A noise analysis device comprising: a component sound arrival direction calculation unit.
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